Все современные атомные электростанции используют силу пара, чтобы вращать турбину и вырабатывать ток. Но АЭС будущего смогут обойтись без этого промежуточного звена.

Едва ли не половину сооружений обычной АЭС занимают средства для конденсации и охлаждения воды


Даже самая современная атомная электростанция работает на водном паре. Чтобы перевести тепловую энергию контролируемой ядерной реакции в ток, сперва она нагревает воду, превращая ее в пар, который и крутит лопатки турбины: механическая энергия переходит в электрическую. Затем воду необходимо охладить, да и содержать ее под строгим контролем. Так что эта «водяная» часть цепочки оказывается весьма недешевой при производстве электроэнергии, и ученые многих стран мира активно ищут способ прямой трансформации ядерной энергии в ток.

Исследовательская группа американского профессора Марка Преласа (Mark Prelas) сообщила, что такую технологию удалось создать – а значит, в будущем «ядерное электричество» обещает стать еще дешевле и безопаснее.

«До сих пор, - говорит Марк Прелас, - прямая трансформация ядерной энергии в электричество была невозможно. Существующая технология подразумевает использование дополнительного переносчика энергии между реактором и турбиной с генератором, что снижает экономическую эффективность всего процесса».

Чтобы избавиться от этого лишнего звена, ученые предложили систему RECS (Radioisotope Energy Conversion System, «Система превращения энергии радиоактивных изотопов). Она позволяет решить проблему в несколько шагов. На первом энергия от распадающихся атомов передается на люминофор. Это флюоресцирующее вещество под их влиянием порождает фотоны света, которые переходят на второй шаг. Теперь фотоны падают на фотоэлементы, которые и превращают свет в электричество.

Схема, в принципе, не выглядит сложной, однако технических сложностей для ее реализации пришлось решить массу. Группа Марка Преласа трудилась над этой задачей еще с середины 1980-х, еще тогда предложив описанный выше механизм прямого превращения энергии через промежуточные фотоны (PIDEC, Photon-Intermediate Direct Energy Conversion).

Системы, основанные на этой технологии, должны не только стать более эффективными, но и существенно меньше в размерах, по массе и стоимости, а также надежнее, чем современные аналоги. Неудивительно, что, по словам авторов исследования, системой RECS уже активно интересуются промышленные и энергетические гиганты – такие, как British Nuclear Fuel, Daimler Benz и U.S. Semiconductor Corp.

По пресс-релизу University of Missouri